eJournal USA: Экономические Перспективыs

Глоссарий биотехнологических терминов

Перспективы биотехнологии

СОДЕРЖАНИЕ
Об этом выпуске
Введение
Глобальные вызовы и биотехнология
Преобразующая сила медицинской биотехнологии
Биотехнологии растений: достижения в области пищевых продуктов, энергии и здравоохранения
Разработка новых материалов и молекулярных машин
Международный проект секвенирования генома риса
Рождение биотехнологии: ДНК на службе человека
Регулирование применения биотехнологии в сельском хозяйстве США
Глоссарий биотехнологических терминов
Библиография
Ресурсы Интернета
Скачать Версия Adobe Acrobat
 

Cry1A: Белок, получаемый из бактерии Bacillus thuringiensis, которая токсична в отношении некоторых видов насекомых при ее заглатывании. Эта бактерия широко встречается в природе и на протяжении многих десятилетий используется как инсектицид, хотя на ее долю приходится менее двух процентов всех используемых инсектицидов.

Альфа-спираль: Обычная структура белка, особенно часто встречающаяся в волосах, шерсти, ногтях и рогах животных, и характеризующаяся единственной спиральной цепочкой аминокислот, стабилизированных водородными связями.

Аминокислоты: Важнейшие "строительные блоки" всех живых существ. Аминокислоты - это молекулы, которые содержат функциональные группы как аминокислот, так и карбоновых кислот.

Антиген: Обычно белок, встречающийся на поверхности вируса, который стимулирует иммунную реакцию - особенно производство антител.

Белок: Крупная молекула, состоящая из одной или нескольких цепочек аминокислот, расположенных в определенном порядке. Этот порядок определяется последовательностью оснований нуклеотидов в гене, содержащем код данного белка. Белки необходимы для структуры, функционирования и регулирования клеток, тканей и органов тела, и каждый белок имеет уникальные функции. К числу белков относятся гормоны, ферменты и антитела.

Биоинформатика: Использование прикладной математики, информатики, статистики и компьютерных наук для изучения биологических систем. Основные области научных исследований включают в себя выстраивание последовательностей, обнаружение генов, сборку генома, выстраивание структуры белка, предсказание белковой структуры, предсказание выражения гена и взаимодействия белок-белок.

Биопестициды: Разновидности пестицидов, полученные из таких природных материалов, как животные, растения, бактерии и некоторые виды полезных ископаемых. Например, масло канола и пищевая сода считаются биопестицидами.

Биотехнологическая кукуруза: Кукуруза, выведенная с помощью биотехнологии с таким расчетом, чтобы ткани растения вырабатывали белок, токсичный по отношению к некоторым видам насекомых, но нетоксичный по отношению к людям и другим млекопитающим.

Биотехнология: Комплекс биологических методов, разработанных посредством фундаментальных исследований и применяемых в исследованиях и при разработке новых продуктов. Биотехнология подразумевает использование рекомбинантных ДНК, слияния клеток и новых методов биообработки.

Вариетет: Подвид того или иного вида для целей таксономической классификации. Используется как синоним термина "культивар" для обозначения группы особей, генетически отличающихся от других групп особей данного вида. Сельскохозяйственный вариетет (сорт) - это группа схожих растений, которые по своим структурным чертам и функциям могут быть обособлены от других вариететов внутри одного и того же вида.

Введенные в растения протекторы: Вещества, ранее называвшиеся растительными пестицидами, действующие как пестициды, которые вырабатываются и используются тем или иным растением для самозащиты от вредителей, таких как насекомые, вирусы и грибки.

Вирус: Неклеточное биологическое образование, способное воспроизводиться только внутри клетки-хозяина. Вирусы состоят из нуклеиновой кислоты, покрытой белком; некоторые животные вирусы также окружены мембраной. В инфицированной клетке вирус использует синтетическую способность клетки-хозяина для производства вируса-потомства.

Выражение гена: Процесс, при котором содержащаяся в гене информация преобразуется в структуры и функции клетки.

Ген: Основополагающая физическая и функциональная единица наследственности. Ген представляет собой упорядоченную последовательность нуклеотидов, расположенных в определенном порядке на той или иной конкретной хромосоме, которая содержит код того или иного конкретного функционального продукта, такого как белок или молекула РНК.

Генетика: Изучение форм наследования конкретных черт.

Генетически модифицированный организм: Часто этот термин и термин "трансгенный" используются для обозначения организмов, которые в результате применения лабораторных методов передачи генов приобрели новые гены от других организмов.

Генная инженерия: Технология удаления, изменения или добавления генов в молекулу ДНК с целью изменения содержащейся в ней информации. Изменяя эту информацию, генная инженерия меняет тип или количество белков, которые способен вырабатывать тот или иной организм, тем самым позволяя ему производить новые вещества или выполнять новые функции.

Генная терапия: Экспериментальный медицинский прием, использующий ввод генов в клетки и ткани человека для лечения заболевания. Как правило, дефектный ген заменяется нормально функционирующим. В большинстве случаев нормальный ген доставляется в целевые ткани с помощью аденовируса, генетически измененного с целью его обезвреживания.

Генный сплайсинг: Выделение гена из одного организма с последующим введением этого гена в другой организм с помощью методов биотехнологии.

Геном: Весь генетический материал, содержащийся в хромосомах конкретного организма.

Гибрид: Семя или растение, полученное в результате контролируемого перекрестного опыления, в отличие от семени, полученного в результате естественного опыления. Гибридные семена подвергаются селекции с таким расчетом, чтобы желаемые черты в них были выражены наиболее отчетливо (например, урожайность или стойкость к вредителям).

Двойная спираль: Форма в виде винтовой лестницы, которую принимают две линейные нити ДНК, когда взаимодополняющие нуклеотиды на противоположных нитях соединяются вместе.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота): Генетический материал всех клеток и многих вирусов; молекула, которая содержит код генетической информации. ДНК представляет собой двухнитевую молекулу, образованную слабыми связями между парами оснований нуклеотидов. Четыре нуклеотида в ДНК содержат следующие основания - аденин (A), гуанин (G), цитозин © и тимин (T). В природе пары оснований образуются только между A и T и между G и C; таким образом, последовательность оснований каждой отдельно взятой нити можно определить из последовательности оснований нити-партнера.

Дрейф генов: Передача генов от одной популяции одного и того же вида к другой - например, посредством миграции либо распыления семян и пыльцы.

Естественный отбор: Концепция, разработанная Чарльзом Дарвином, согласно которой гены, обеспечивающие характеристики, более полезные в конкретной окружающей среде, будут шире встречаться у следующего поколения.

Зародышевый путь: Линия (последовательность) зародышевых клеток, содержащих генетический материал, который может быть передан ребенку.

Картирование генов: Процедура определения мест расположения генов на отдельных хромосомах.

Клетка: Основная структурная и функциональная единица всех организмов. Клетки содержат ДНК и многие другие элементы, позволяющие клетке функционировать.

Коллаген: Главный белок соединительной ткани и наиболее обильный белок у млекопитающих. Главный компонент связок и сухожилий.

Кукуруза-Bt: Растение маиса, созданное с помощью биотехнологии таким образом, что ткани растения выражают белок, токсичный в отношении некоторых насекомых, но нетоксичный для людей и других млекопитающих.

Культивар: В ботанике - специально созданное или выведенное растение, поддерживаемое с помощью культивации.

Культура клеток ткани: Процесс выращивания растения в лабораторных условиях не из семян, а из клеток. Данная технология применяется в традиционном растениеводстве, а также при использовании биотехнологии в сельском хозяйстве.

Мембранный белок: Молекула белка, которая прикрепляется к мембране клетки или связывается с ней.

Микробные пестициды: Пестициды, состав которых включает микроорганизм (например, бактерия, грибок, вирус или простейшее животное) в качестве активного ингредиента. Микробные пестициды могут контролировать множество различных видов вредителей, хотя каждый отдельно взятый активный ингредиент относительно специфичен для "своего" целевого вредителя или вредителей. Например, одни грибки контролируют определенные сорняки, а другие - убивают конкретных насекомых. Наиболее широко используемыми микробными пестицидами выступают подвиды и штаммы Bacillus thuringiensis или Bt.

Молекулы рекомбинантной ДНК (рДНК): Комбинация молекул ДНК разного происхождения, которые соединяются с помощью технологии рекомбинантных ДНК.

Молекулярная самоорганизация: Самоорганизация молекул без руководства или управления извне. В природе самоорганизация может происходить спонтанно, например, в клетках (самоорганизация липидной двухслойной мембраны) и других биологических системах, а также в системах искусственного происхождения. Множество биологических систем использует самоорганизацию для сборки различных молекул и структур. Имитация этих стратегий и создание новых молекул, способных к самоорганизации в надмолекулярные образования, служит одним из важных приемов в нанотехнологии.

Молекулярный механизм: Собранное в одном месте дискретное число молекулярных компонентов, предназначенных для выполнения той или иной конкретной функции. Каждый молекулярный компонент совершает единственное действие, в то время как вся надмолекулярная структура выполняет более сложную функцию, возникающую вследствие "сотрудничества" различных молекулярных компонентов.

Моноклональное антитело: Антитело, которое в больших объемах производится в лабораторных условиях из одного единственного клона и распознающее только один антиген. Моноклональные антитела обычно получаются в результате "переплавления" недолговечной, вырабатывающей антитело клетки B в быстрорастущую клетку, такую как раковая клетка. Возникающая в результате этого гибридная клетка, или гибридома быстро размножается, создавая клон, вырабатывающий большое количество антител.

Мутация: Любое наследственное изменение последовательности ДНК.

Наномедицина: Быстроразвивающаяся область науки, в которой ученые разрабатывают различные наночастицы и наноустройства, едва достигающие в диаметре одной миллионной дюйма, для улучшения методов обнаружения рака, усиления иммунной реакции, "ремонта" поврежденных тканей и профилактики атеросклероза. В 2005 году Администрация США по контролю за продуктами питания и лекарствами одобрила наночастицу к применению в лекарстве "Таксол" для лечения запущенных форм рака молочной железы. Другая наночастица в настоящее время проходит тестирование на пациентах-сердечниках в США для поддержания сердечных артерий в открытом состоянии после пластической операции на сосудах.

Нанометр: Одна миллиардная часть метра.

Нанотехнология: Системы для преобразования вещества, энергии и информации, которые основываются на компонентах нанометровых размеров с точно определенными молекулярными деталями. Также технологии получения или измерения деталей размером менее 100 нанометров.

Нуклеотид: Элемент клетки, выступающий одним из "строительных блоков" рибонуклеиновых кислот (РНК) и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В биологических системах нуклеотиды связаны ферментами, в результате чего образуются длинные, похожие на цепи полинуклеотиды определенной последовательности.

Однонуклеотидные полиморфизмы: Связи между генами и испытательными популяциями на вариации генетического кода, которые могут увеличить риск конкретного заболевания для данной особи или определить ее реакцию на лекарство.

Патоген: Агент, вызывающий заболевание, чаще всего - живой микроорганизм, такой как бактерия или грибок.

Пептид: Фрагменты белка, от двух или более аминокислот в цепочке, во многом напоминающие браслеты из бус. Когда перевариваются белки мяса животных, они вначале разлагаются на пептиды, а затем - на составляющие их аминокислоты.

Передача генов: Широко используемая в молекулярной биологии технология, предполагающая внесение генетического изменения с помощью рекомбинации ДНК.

Пестицидоустойчивость: Генетическое изменение в ответ на селекцию с помощью того или иного пестицида, в результате которого возникают штаммы, способные выдерживать воздействие дозы, смертельной для большинства отдельных представителей нормальной популяции. Пестицидоустойчивость может развиваться у насекомых, сорняков и патогенов.

Полученный с помощью биотехнологии: Использование молекулярной биологии и (или) технологии рекомбинантных ДНК, либо передача генов в лабораторных условиях с целью разработки продуктов или придания конкретных способностей растениям и другим живым организмам.

Продукты на биооснове: Топливо, химикаты, строительные материалы, электрическая и тепловая энергия, произведенные из биологических материалов. Данный термин может охватывать любые энергоносители, коммерческие или промышленные товары, за исключением продуктов питания и кормов, в которых используются биологические материалы или возобновляемые отечественные сельскохозяйственные (растительные, животные и морские) или лесные материалы.

Протеомика: Использование таких технологий, как масс-спектрометрия, для обнаружения в крови белковых биомаркеров, которые могут служить первыми признаками заболевания, еще до появления симптомов. Один из таких маркеров - C-реактивный белок, выступающий индикатором воспалительных изменений в стенках кровеносных сосудов - предвестника атеросклероза.

Профилирование выражения гена: Метод одновременного мониторинга выражения тысяч генов на предметном стекле, называемом микромножеством.

Пыльца: Клетки, несущие мужскую ДНК семени растения.

Рекомбинация: Процесс, посредством которого потомство получает комбинацию генов, отличных от комбинации генов любого из родителей.

Селективное разведение: Преднамеренное создание скрещиваний или спариваний организмов для того, чтобы потомство унаследовало ту или иную желаемую характеристику от одного из родителей.

Сорт: См. Вариетет.

Сплайсинг: См. Генный сплайсинг.

Стволовая клетка: "Родовая" клетка, способная изготавливать точные копии самой себя бесконечное количество раз. Кроме того, стволовая клетка способна производить специальные клетки для различных тканей тела, таких как сердечная мышца, ткань головного мозга и ткань печени. Ученые могут хранить стволовые клетки вечно, по мере необходимости преобразуя их в специальные клетки. Существует два основных типа стволовых клеток. Первый тип - это эмбриональная стволовая клетка, которая получается либо из плода, развитие которого было прервано, либо из оплодотворенных в лаборатории яиц. Эмбриональные стволовые клетки полезны для медицинских и научно-исследовательских целей, потому что они способны производить клетки почти для любой ткани тела. Второй тип - это взрослая стволовая клетка, которая не столь универсальна для научно-исследовательских целей, потому что она специфична для конкретных типов клеток, таких как кровяные, кишечные, кожные и мышечные.

Технология рекомбинантных ДНК: Процедура, используемая для объединения сегментов ДНК в безклеточную систему (среду вне клетки или организма). При соответствующих условиях молекула рекомбинантной ДНК может проникнуть в клетку и воспроизвестись там автономно или после интеграции в хромосому клетки.

Традиционное разведение: Модификация растений и животных посредством селективного разведения. Практическая деятельность, используемая в традиционном растениеводстве, может включать в себя такие аспекты биотехнологии, как культура клеток ткани и мутационное разведение.

Трансгенный: Содержащий гены, измененные путем введения ДНК от неродственного организма; введение генов, взятых у особи одного вида, в особь другого вида для получения потомства с определенной отчетливо выраженной чертой.

Управление сопротивляемостью: Стратегии, которые могут использоваться для задержки возникновения сопротивляемости. В случае управления сопротивляемостью насекомых данное понятие включает в себя использование "убежища", в котором насекомое не будет подвергаться воздействию пестицида, используемого на остальном поле.

Устойчивые к гербицидам сельскохозяйственные культуры: Сельскохозяйственные растения, выведенные специально для того, чтобы быть устойчивыми к применению одного или нескольких имеющихся в продаже гербицидов, путем включения определенного гена (генов) с помощью методов биотехнологии, таких как генная инженерия, или с помощью традиционных методов селекции, таких как естественная, химическая или радиационная мутация.

Хромосомы: Самовоспроизводящаяся генетическая структура клеток, содержащая клеточные ДНК. У человека насчитывается 23 пары хромосом.

Целлюлаза: Комплекс ферментов, расщепляющий целлюлозу на бета-глюкозу. Целлюлаза вырабатывается главным образом симбиотическими бактериями в руминационных полостях травоядных животных. Не считая травоядных животных, большинство животных (включая людей) не вырабатывают целлюлазу и, следовательно, неспособны использовать большую часть энергии, содержащейся в растительном материале.

Цепная реакция полимеразы: Технология копирования и усиления взаимодополняющих нитей целевой молекулы ДНК. Это лабораторный метод, который позволяет значительно усилить или создать миллионы копий последовательностей ДНК, которые в противном случае невозможно было бы обнаружить или изучить.

Экспрессия гена: См. Выражение гена.

Источники: Agricultural Biotechnology: Informing the Dialogue. Cornell University College of Agriculture and Life Sciences: Ithaca, NY. 2003; McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms. 6th ed. New York and Chicago: McGraw-Hill, 2002; Nill, Kimball R. Глоссарий биотехнологических терминов. 3rd ed. Boca Raton, FL: CRC Press, 2002; Wikipedia at http://en.wikipedia.org/; The McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology Online at http://www.accessscience.com/Encyclopedia.

Перспективы биотехнологии